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计算机网络作业综合

计算机网络作业第一章(P39)1-15,假定网络的利用率达到了90%。

试估算一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍?解:设网络利用率为U,网络时延为D,网络时延最小值为D = D0 / (1 - U) D / D0 = 101-17,收发两端之间的传输距离为1000 km,信号在媒体上的传播速率为2 × 10^8 m/s。

试计算以下两种情况的发送时延和传播时延:1)数据长度为10^7 bit,数据发送速率为100 kbit/s。

2)数据长度为10^3 bit,数据发送速率为1 Gbit/s。

从以上计算结果可得出什么结论?解:发送时延Ts = 数据帧长度(bit)/ 发送速率(bit/s)传播时延Tp = 信道长度(m)/ 电磁波在信道上的传播速度(m/s)1)Ts = 10^7 bit / 100 kbit/s = 100 s,Tp = 10^6 m / (2 ×10^8) m/s = 0.005 s2)Ts = 10^3 bit / 1 Gbit/s = 1 μs,Tp = 10^6 m / (2 × 10^8) m/s = 0.005 s结论:若数据长度大而发送速率低,则在总的时延中,发送时延往往大于传播时延。

但若数据长度短而发送速率高,则传播时延就可能是总时延中的主要成分1-19,1)长度为100字节的应用层数据交给传输层传送,需加上20字节的TCP首部。

再交给网络层传送,需加上20字节的IP首部。

最后交给数据链路层的以太网传送,加上首部和尾部共18字节。

试求数据的传输效率。

数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据(即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销)。

2)若应用层数据长度为1000字节,数据的传输效率是多少?解:1)100 / (100+20+20+18) = 63.3%2)1000 / (1000+20+20+18) = 94.5%1-29,有一个点对点链路,长度为50 km。

若数据在此链路上的传播速度为2 × 10^8 m/s,试问链路的带宽应为多少才能使传播时延和发送100字节的分组的发送时延一样大?如果发送的是512字节长的分组,结果又应如何?解:传播时延Tp = 50 × 10^3 m / (2 × 10^8) m/s = 2.5 × 10^(-4) s100字节时带宽 = 100 bit / 2.5 × 10^(-4) s = 4*10^5B/s4*10^5*8=3.2*10^6512字节时带宽 = 512bit / 2.5 × 10^(-4) s = 2.05 MB/s1-31,以1 Gbit/s的速率发送数据。

试问在以距离或时间为横坐标时,一个比特的宽度分别是多少?解:距离:1 bit × 2 × 10^8 m/s(在光纤中的速率)/ 1 Gbit/s = 0.2 m时间:1 bit / 1 Gbit/s = 10^(-9) s第二章(P67)2-07,假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。

如果采用振幅调制,把码元的振幅划分为16个不同等级来传送,那么可以获得多高的数据率(bit/s) ?解:W:信道的带宽;S:信道内所传信号的平均功率;N:信道内部的高斯噪声功率。

信道的极限信息传输速率C = W × log2 (1 + S/N) (bit/s)= 20000 × log2 (16) = 80000 bit/s2-09,用香农公式计算一下,假定信道带宽为3100Hz,最大信道传输速率为35 kbit/s,那么若想使最大信道传输速率增加60%,问信噪比S /N应增大到多少倍?如果在刚才计算出的基础上将信噪比S /N再增大到10倍, 问最大信息速率能否再增加20%?解:C = W × log2(1 + S/N) b/sS/N1=2 ^ (C1/W) – 1 = 2 ^ (35000/3100) -1S/N2=2 ^ (C2/W) – 1 = 2 ^ (1.6 × C1/W) – 1 = 2 ^ (1.6 ×35000/3100) - 1(S/N2) / (S/N1) = 10信噪比应增大到约 100倍C3=W × log2(1 + S/N3) = W × log2(1 + 10 × S/N2)C3/C2 = 18.5%如果在此基础上将信噪比 S/N再增大到 10倍,最大信息速率只能再增加 18.5%左右。

2-11,假定有一种双绞线的衰减是0.7 dB/km(在 1 kHz 时),若容许有20dB的衰减,试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长?如果要使这种双绞线的工作距离增大到100公里,问应当使衰减降低到多少?解:使用这种双绞线的链路的工作距离为s = 20 dB / 0.7 dB/km = 28.6 km衰减应降低到 20 / 100 = 0.2 dB2-16,共有四个站进行码分多址CDMA通信。

四个站的码片序列为:A : (- 1 – 1 – 1 + 1 + 1 – 1 + 1 + 1 ) B : (- 1 – 1 + 1 - 1 + 1 + 1 + 1 – 1 )C : (- 1 + 1 - 1 + 1 + 1 + 1 – 1 – 1 )D : (- 1 + 1 - 1 –1 – 1 – 1 + 1 – 1 )现收到这样的码片序列 S : (- 1 + 1 – 3 + 1 – 1 – 3 + 1 + 1 )。

问哪个站发送数据了?发送数据的站发送的是0还是1?解:S• A = (+ 1 – 1 + 3 + 1 – 1 + 3 + 1 + 1 ) / 8 = 1,A 发送 1 S• B = (+ 1 – 1 – 3 – 1 – 1 – 3 + 1 – 1 ) / 8 = - 1,B 发送 0S• C = (+ 1 + 1 + 3 + 1 – 1 – 3 – 1 – 1 ) / 8 = 0,C 无发送S• D = (+ 1 + 1 + 3 – 1 + 1 + 3 + 1 – 1 ) / 8 = 1,D 发送 1第三章(P109)3-07,要发送的数据为1101011011。

采用 CRC 的生成多项式是 P (X ) = X^4 + X + 1。

试求应添加在数据后面的余数。

数据在传输过程中最后一个1变成了0,问接收端能否发现?若数据在传输过程中最后两个1都变成了0,问接收端能否发现?采用CRC检验后,数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输?解:根据给出的生成多项式可以得出除数为10011作二进制除法, 1101011011 / 10011,得余数 1110110 / 10011余数为011110 / 10011余数为101故两种错误均可发现仅仅采用CRC检验,缺重传机制,数据链路层的传输还不是可靠的传输。

3-08,要发送的数据为 101110。

采用CRC的生成多项式是 P (X) = X^3 + 1。

试求应添加在数据后面的余数。

解:M=101110模2运算后为101110000作二进制除法,101110000 / 1001,得余数011故添加在数据后面的余数是 0113-10,PPP协议使用同步传输技术传送比特串11100。

试问经过零比特填充后变成怎样的比特串?若接收端收到的PPP帧的数据部分是10111110110,问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串? 解:只要发现5个连续1,则立即填入一个0每当发现5个连续1时,就将这5个连续1后的一个0删除发送端的数据11100经过零比特填充是1111000接收端收到的10111110110删除发送端加入的零后是1111111103-22,假定在使用CSMA/CD协议的10 Mbit/s以太网中某个站在发送数据时检测到碰撞,执行退避算法时选择了随机数r = 100。

试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数据?如果是 100 Mbit/s的以太网呢?解:对于10 Mbit/s的以太网来说,以太网把争用期定为 51.2微秒,要退后 100个争用期。

等待时间为,对于100 Mbit/s的以太网来说,以太网把争用期定为 5.12微秒,要退后 100个争用期。

等待时间为512 μs3-33,在图3-31中,以太网交换机有6个接口,分别接到5台主机和一个路由器。

在下面表中的“动作”一栏中,表示先后发送了4个帧。

假定在开始时,以太网交换机的交换表是空的。

试把该表中其他的栏目都填完空。

第四章(P196)4-17,一个3200位长的TCP报文传到IP层,加上160位的首部后成为数据报。

下面的互联网由两个局域网通过路由器连接起来,但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有 1200位。

因此数据报在路由器必须进行分片。

试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据(这里的“数据”当然指的是局域网看见的数据)?解:进入本机IP层时报文长度为3200 + 160 = 3360 bit经过两个局域网的网络层,又加上两个头部信息,此时长度共有3360+ 160 +160 = 3680 bit在第二个局域网,报文要进行分片,已知最长数据帧的数据部分只有1200 bit,所以共分成4片,故第二个局域网向上传送3680 + 160 = 3840 bit4-20,设某路由器建立了如下路由表:目的网络子网掩码下一跳128.96.39.0 255.255.255.128 接口m0128.96.39.128 255.255.255.128 接口m1128.96.40.0 255.255.255.128 R2 192.4.153.0 255.255.255.192 R3*(默认)——R4现共收到5个分组,其目的地址分别为:(1)128.96.39.10(2)128.96.40.12(3)128.96.40.151(4)192.4.153.17(5)192.4.153.90试分别计算其下一跳解:用目的IP地址和路由表中的子网掩码相与,若结果出现在路由表中的目的网络中,则转发相应的下一跳,若没有出现在路由表中的目的网络中,则转发到默认站R41)先把每个IP与掩码做“与”运算,求出网络号网络号可表示的IP范围(1)128.96.39.0 /25 128.96.39.1——128.96.39.127 (2)128.96.39.128/25 128.96.39.129——128.96.39.254 (3)128.96.40.0/25 128.96.40.1——128.96.40.127 (4)192.4.153.0/25 192.4.153.1——192.4.153.63 2)比较题目所给的五个分组IP对应的子网是否在上述范围中(1)接口m0 (128.96.39.10 在128.96.39.1——128.96.39.127中)(2)R2 (128.96.40.12 在 128.96.39.129——128.96.39.254中)(3)R4 不在上述的子网中,则跳转到默认路由R4(4)R3 (192.4.153.17 在 128.96.40.1——128.96.40.127中)(5)R4 同(3)4-24,试找出可产生以下数目的A类子网的子网掩码(采用连续掩码):(1)2;(2)6;(3)30;(4)62;(5)122;(6)250解:由于是连续掩码,划分子网时如果子网号为n个bit,可划分子网数为(2^n)-2个,所以2个子网对应2bit、6对应3bit 、30对应5bit、 62对应6bit、122对应7bit、250对应8bit2 个: 11111111 11 即255.192 0 06 个: 11111111 11100 00000000 即255.224.0.030 个: 11111111 11111 00000000 即255.248.0.062 个: 11111111 11111100 00000 即255.252.0.0122 个: 11111111 11111110 00000 即255.254.0.0250 个: 11111111 11111111 00000 即255.255.0.04-31,以下地址中的哪一个和86.32/12匹配?请说明理由。

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